自然人機交互技術(shù)及應(yīng)用

目錄
《智能科學(xué)技術(shù)著作叢書》序
前言
第1章 緒論 1
1.1 人機交互的發(fā)展歷程 1
1.2 自然人機交互的研究內(nèi)容 3
1.3 自然人機交互技術(shù) 5
1.3.1 多點觸控技術(shù) 6
1.3.2 手勢交互技術(shù) 6
1.3.3 人體動作識別技術(shù) 7
1.3.4 裸眼3D顯示技術(shù) 8
1.3.5 增強現(xiàn)實技術(shù) 8
1.3.6 其他技術(shù) 9
1.4 自然人機交互技術(shù)的應(yīng)用 10
參考文獻(xiàn) 13
第2章 人機交互系統(tǒng)的評估方法 15
2.1 評估的目標(biāo)和原則 15
2.1.1 評估的目標(biāo) 15
2.1.2 評估的原則 16
2.2 人機交互系統(tǒng)的評估方法 16
2.2.1 可用性測試 18
2.2.2 專家評審法 21
2.2.3 可用性調(diào)查 23
2.3 本章小結(jié) 26
參考文獻(xiàn) 27
第3章 多點觸控技術(shù) 28
3.1 多點觸控技術(shù)概述 29
3.1.1 多點觸控技術(shù)的相關(guān)定義 29
3.1.2 多點觸控技術(shù)的相關(guān)研究 30
3.2 基于計算機視覺的光學(xué)多點觸控交互系統(tǒng) 33
3.2.1 多點觸控技術(shù)原理 34
3.2.2 光學(xué)多點觸控系統(tǒng)架構(gòu) 39
3.2.3 激光浮面硬件平臺 40
3.2.4 顯著區(qū)域檢測 41
3.2.5 連通區(qū)域檢測 42
3.2.6 輪廓提取 44
3.3 二維環(huán)境下的多觸點檢測 45
3.3.1 多觸點檢測的一般流程 46
3.3.2 基于視覺注意模型的多觸點檢測算法 47
3.3.3 觸點區(qū)域提取與分析 54
3.4 三維環(huán)境下的多觸點檢測 56
3.4.1 三維多點觸控概述 56
3.4.2 手部分割 57
3.4.3 背景去除 60
3.4.4 指尖定位 64
3.4.5 實驗結(jié)果與分析 67
3.5 基于計算機視覺的光學(xué)多點觸控系統(tǒng)實現(xiàn)與交互 68
3.5.1 觸點跟蹤 68
3.5.2 坐標(biāo)變換 69
3.5.3 應(yīng)用程序設(shè)計 70
3.5.4 基于觸點軌跡的動態(tài)手勢識別 72
3.5.5 實驗結(jié)果與分析 72
3.6 本章小結(jié) 77
參考文獻(xiàn) 78
第4章 手勢交互技術(shù) 83
4.1 手勢交互技術(shù)概述 83
4.1.1 基于視覺的手勢交互技術(shù) 83
4.1.2 基于數(shù)據(jù)手套的手勢交互技術(shù) 85
4.2 基于幾何特征的實時手勢交互設(shè)計 88
4.2.1 實時手勢交互應(yīng)用特點 88
4.2.2 基于幾何特征的實時手勢交互系統(tǒng)框架 89
4.2.3 實時手勢圖像的提取 89
4.2.4 實時手勢幾何特征的定義 91
4.2.5 實時手勢分析與識別 92
4.2.6 實驗結(jié)果與分析 94
4.3 基于視覺融合的數(shù)據(jù)手套設(shè)計 96
4.3.1 視覺融合數(shù)據(jù)手套的總體框架 96
4.3.2 視覺融合數(shù)據(jù)手套的旋轉(zhuǎn)姿態(tài)解算 98
4.3.3 視覺融合數(shù)據(jù)手套的手指彎曲度檢測 99
4.3.4 視覺融合數(shù)據(jù)手套的位置追蹤 102
4.3.5 基于手勢識別的交互系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計 109
4.4 本章小結(jié) 113
參考文獻(xiàn) 114
第5章 人體動作識別技術(shù) 117
5.1 人體動作識別技術(shù)概述 117
5.1.1 人體動作識別技術(shù)的應(yīng)用 117
5.1.2 人體動作識別技術(shù)相關(guān)研究 120
5.1.3 三維人體動作識別方法 126
5.2 三維人體骨架數(shù)據(jù)獲取與姿態(tài)描述 127
5.2.1 人體骨架數(shù)據(jù)的獲取 127
5.2.2 三維人體骨架模型 129
5.2.3 動作姿勢特征描述 130
5.2.4 動作數(shù)據(jù)集的建立 133
5.3 基于隱馬爾可夫模型的人體動作識別 135
5.3.1 隱馬爾可夫模型 135
5.3.2 基于連續(xù)型隱馬爾可夫模型的人體動作識別 142
5.3.3 實驗結(jié)果與分析 145
5.4 基于姿勢序列有限狀態(tài)機的人體動作識別 147
5.4.1 三維網(wǎng)格劃分模型的建立 147
5.4.2 肢體節(jié)點特征向量定義 148
5.4.3 姿勢序列有限狀態(tài)機構(gòu)造 151
5.4.4 實驗結(jié)果與分析 154
5.5 基于關(guān)鍵姿勢和動態(tài)時間規(guī)整算法的人體動作識別 157
5.5.1 三維人體動作關(guān)鍵姿勢幀提取技術(shù) 158
5.5.2 動態(tài)時間規(guī)整算法基本原理 175
5.5.3 基于關(guān)鍵姿勢和動態(tài)時間規(guī)整算法的人體動作識別實現(xiàn) 177
5.5.4 實驗結(jié)果與分析 178
5.6 基于人體動作識別的虛擬交警指揮動作訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計 183
5.6.1 系統(tǒng)背景 183
5.6.2 系統(tǒng)原理與框架 183
5.6.3 系統(tǒng)軟件功能的實現(xiàn) 184
5.6.4 系統(tǒng)測試分析與評估 187
5.7 本章小結(jié) 189
參考文獻(xiàn) 190
第6章 裸眼3D技術(shù) 196
6.1 裸眼3D技術(shù)概述 196
6.1.1 交互顯示技術(shù)及發(fā)展 196
6.1.2 立體感知與視覺顯示技術(shù) 197
6.2 基于斷層寬度測量的裸眼 3D評估方法 200
6.2.1 斷層寬度測量評估方法 201
6.2.2 人眼承受視差極限參數(shù)測定 202
6.3 面向個人體驗的裸眼3D設(shè)計方法 204
6.4 面向個人體驗的裸眼3D互動體驗系統(tǒng)設(shè)計 209
6.4.1 系統(tǒng)背景 209
6.4.2 系統(tǒng)框架設(shè)計 211
6.4.3 系統(tǒng)功能實現(xiàn) 211
6.4.4 系統(tǒng)分析與評估 213
6.5 本章小結(jié) 214
參考文獻(xiàn) 214
第7章 移動增強現(xiàn)實技術(shù) 217
7.1 移動增強現(xiàn)實技術(shù)概述 217
7.1.1 移動增強現(xiàn)實技術(shù)的相關(guān)概念 217
7.1.2 移動增強現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀 219
7.2 移動增強現(xiàn)實關(guān)鍵理論與技術(shù) 223
7.2.1 移動增強現(xiàn)實系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 224
7.2.2 移動增強現(xiàn)實的跟蹤注冊技術(shù) 225
7.2.3 移動增強現(xiàn)實的顯示技術(shù) 231
7.2.4 移動增強現(xiàn)實的交互技術(shù) 232
7.3 面向社交網(wǎng)絡(luò)平臺的移動增強現(xiàn)實系統(tǒng) 233
7.3.1 面向社交網(wǎng)絡(luò)平臺的移動增強現(xiàn)實系統(tǒng)總體設(shè)計 233
7.3.2 基于GPS和電子羅盤的跟蹤注冊設(shè)計 234
7.3.3 基于層次狄利克雷主題模型的關(guān)鍵詞提取 238
7.3.4 面向社交網(wǎng)絡(luò)平臺的移動增強現(xiàn)實系統(tǒng)的顯示設(shè)計 243
7.3.5 系統(tǒng)工作流程與驗證分析 245
7.4 本章小結(jié) 252
參考文獻(xiàn) 253
第8章 人機交互在數(shù)據(jù)可視化中的應(yīng)用 257
8.1 數(shù)據(jù)可視化概述 257
8.2 數(shù)據(jù)可視化中的交互準(zhǔn)則 260
8.3 數(shù)據(jù)可視化中的交互分類 262
8.4 數(shù)據(jù)可視化中的交互技術(shù) 263
8.4.1 選擇 263
8.4.2 導(dǎo)航 264
8.4.3 重配 265
8.4.4 編碼 266
8.4.5 過濾 266
8.4.6 概覽+細(xì)節(jié) 268
8.4.7 焦點+上下文 268
8.4.8 關(guān)聯(lián)性交互 270
8.5 數(shù)據(jù)可視化中的交互硬件設(shè)備 271
8.5.1 多點觸控技術(shù) 271
8.5.2 肢體識別 273
8.5.3 沉浸式模擬 275
8.6 網(wǎng)絡(luò)安全可視化中交互設(shè)計：以網(wǎng)絡(luò)流量日志數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)為例 276
8.6.1 網(wǎng)絡(luò)安全可視化理論基礎(chǔ) 277
8.6.2 網(wǎng)絡(luò)安全可視化系統(tǒng)框架設(shè)計 279
8.6.3 數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理 281
8.6.4 可視化及交互技術(shù) 282
8.6.5 實驗驗證與分析 285
8.7 多媒體數(shù)據(jù)可視化中交互設(shè)計：以視頻可視化系統(tǒng)為例 291
8.7.1 視頻可視化理論基礎(chǔ) 291
8.7.2 視頻可視化系統(tǒng)框架設(shè)計 292
8.7.3 數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理 294
8.7.4 可視化及交互技術(shù) 300
8.7.5 實驗結(jié)果與分析 305
8.8 本章小結(jié) 310
參考文獻(xiàn) 310